氟化物發(fā)光材料的離子液體輔助水熱法制備與熒光性質(zhì)研究.pdf

1、上轉(zhuǎn)換發(fā)光在全固態(tài)緊湊型激光器件(紫、藍(lán)、綠區(qū)域)、上轉(zhuǎn)換熒光粉、紅外量子計(jì)數(shù)器、三維立體顯示、溫度探測器和生物分子的熒光探針等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景,一直是發(fā)光材料的一個(gè)研究熱點(diǎn)。氟化物材料是一類重要的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料,具有較低的聲子能量、較高的發(fā)光效率等優(yōu)點(diǎn)。在眾多氟化物中,LaF3納米晶體具有良好的熱穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性、低的聲子能量(低于350 cm-1)、容易摻雜稀土離子等優(yōu)點(diǎn)。所以研究LaF3發(fā)光材料具有重要的意義。
　

2、　 傳統(tǒng)制備納米材料的方法中多用到各種有機(jī)溶劑或模板,這對反應(yīng)條件的要求相當(dāng)苛刻,所以找到一種簡便、有效、綠色的合成方法已成為人們追求的目標(biāo)。室溫離子液體具有綠色環(huán)保,良好的熱穩(wěn)定性,較寬液程等優(yōu)點(diǎn),可以作為一種良好的反應(yīng)介質(zhì)滿足無機(jī)材料合成的要求。水熱法則是一種有效的合成無機(jī)材料的方法,具有以下優(yōu)點(diǎn):合成的顆粒純度高、分散性好,晶形好且可控制、可通過對反應(yīng)條件的選擇控制產(chǎn)物的尺寸和形貌,且生產(chǎn)成本低。本文采用離子液體輔助水熱法成功制

3、備了氟化物發(fā)光材料,并研究了其結(jié)構(gòu)和熒光性質(zhì)。
　　 本文的研究內(nèi)容如下:
　　 1、結(jié)合離子液體和水熱法的優(yōu)點(diǎn),得到了一種簡便、綠色的合成稀土氟化物發(fā)光材料的方法,即離子液體輔助水熱法。在合成過程中,離子液體[bmim]BF4起到共溶劑和提供氟源的作用,在溫度高于120℃時(shí)會水解產(chǎn)生F-離子,它與加入的稀土硝酸鹽在180℃生成稀土氟化物發(fā)光材料。
　　 2、通過XRD,FE-SEM對制備的LaF3:RE樣品進(jìn)行

4、了結(jié)構(gòu)表征,測試結(jié)果表明樣品的顆粒大小為60 nm。LaF3:Er的樣品在980 nm紅外光激發(fā)下,發(fā)射出較強(qiáng)的綠光,通過功率關(guān)系得出其綠光和紅光發(fā)射均為雙光子過程,并討論了其發(fā)光機(jī)制。LaF3:Eu(5％)和LaF3:Ce(145％),Tb(5％)樣品在紫外光的激發(fā)下分別能觀察到紅光和綠光發(fā)射。和商業(yè)綠粉對比,通過測試計(jì)算出LaF3:Ce(15％),Tb(5％)樣品的熒光量子效率是34％。結(jié)果表明LaF3:RE納米顆粒在高分辨顯示器、

5、放大器和熒光粉等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用。
　　 3、通過離子液體輔助水熱法制備了LaF3:Ce,Tb樣品,并加入EDTA-2Na控制樣品的形貌和大小。TEM數(shù)據(jù)和XRD估算表明,樣品是直徑為25 nm、厚度為5 nm的圓盤結(jié)構(gòu)。在實(shí)驗(yàn)過程中EDTA-2Na在控制形貌和粒徑大小方面起到了重要作用。系統(tǒng)研究了LaF3:Ce,Tb樣品在254 nm紫外光激發(fā)下的熒光性質(zhì)。結(jié)果表明LaF3:Ce,Tb顆?？梢詰?yīng)用于生物標(biāo)記等領(lǐng)域。